Un amplificator simplu pentru căști de înaltă calitate. Hu este un amplificator pentru căști. Realizarea unei carcase pentru un amplificator

Un circuit amplificator de căști care merită cu siguranță atenție. Există dublu curent de ieșire și absența condensatoarelor de cuplare în calea semnalului. În același timp, circuitul amplificatorului căștilor este foarte simplu și ușor de înțeles.

Actualizat : Condensatorul de decuplare de intrare a fost scos din circuit. Valorile rezistențelor de intrare au fost modificate.

Circuit amplificator căști

Rătăciri regulate prin întinderi nesfârșite gropi de gunoi un depozit de cunoștințe - Internetul, a condus la o descoperire interesantă. Era Fișier PDF de la Burr Brown. Ceea ce m-a inspirat să creez un amplificator pentru căști cu amplificator operațional. Din limba unui potențial inamic, numele său poate fi tradus literal după cum urmează: Dublarea curentului de ieșire la sarcină cu două amplificatoare operaționale audio OPA2604 .

Fișierul este format din două pagini, unde doar prima este valoroasă. Circuitul amplificator de căști prezentat acolo a fost redesenat și a scăpat de inscripțiile inteligente inutile.

Faceți cunoștință cu această viitoare inimă a amplificatorului nostru. Pentru a fi mai precis, aceasta este o diagramă a unui canal. Vom avea 2 canale, ceea ce înseamnă că vom avea nevoie de două amplificatoare operaționale duale ( OU ).

Rezistoarele R3 și R4 cu o rezistență de 51 Ohmi sunt necesare pentru a proteja ieșirile amplificatoarelor operaționale.

Care este „smecheria” acestui amplificator?

Schema nu este deloc nouă și este cunoscută din fișele de date din anii 90. Dar lucrul interesant despre circuit este că ambele amplificatoare operaționale amplifică același semnal. Dar aceasta nu este o conexiune bridge. Semnalele de ieșire ale ambelor amplificatoare operaționale sunt în fază, iar curenții lor de ieșire se adună.

Această includere rezolvă problema curentului scăzut de ieșire al multor amplificatoare operaționale. Acest lucru crește semnificativ numărul de amplificatoare operaționale care pot fi utilizate în amplificator. Acum este suficient ca fiecare amplificator operațional să poată furniza un curent de ieșire de 35-40 mA, în loc de 70-80 în cazul unui amplificator operațional pe canal.

Valoarea maximă a curentului de ieșire este întotdeauna dată în fișele de date de pe amplificatorul operațional.

Câştig

Factorul de amplificare a semnalului este determinat de rezistențe R1 Și R2 . Valoarea sa exactă este determinată de formula:

K= 1+ R2/R1

Dacă ne concentrăm pe o ieșire liniară cu un nivel de semnal de 1 Volt, atunci pentru majoritatea căștilor un câștig de trei va fi suficient. Vom fi la nivel trei.

Este de dorit ca rezistențele care stabilesc câștigul să aibă o precizie nu mai rău de ±1% . Adesea, magazinele nu au o selecție mare de rezistențe de precizie. Dar în acest caz, vă puteți descurca cu rezistențe de aceeași valoare.

În coșurile dulapului au fost găsite rezistențe de precizie de 7,5 kOhm, care au devenit rezistența. R1 . La fel de R2 două rezistențe de 7,5 kOhm au fost conectate în serie. Puteți face același lucru prin conectarea a două rezistențe de 15 kOhm în paralel ca R1 , și un rezistor de 15 kOhm ca R2 .

Pentru a schimba câștigul, este mai bine să schimbați rezistența R2 . Pentru circuitele op-amp, de obicei se recomandă utilizarea rezistențelor cu o valoare nominală de 1÷100 kOhm. Rezistor R1 va îndeplini, prin urmare, o altă funcție importantă Este recomandabil să folosiți 7,5 kOhm.

Să finalizăm schema

Diagrama prezentată în document este oarecum incompletă și reflectă doar cele mai importante lucruri. Pentru funcționarea normală, circuitul trebuie completat cu circuite de intrare, precum și în paralel cu un rezistor R2 ar trebui adăugat un mic condensator. Este necesar pentru a preveni autoexcitarea amplificatorului operațional.

În primul rând, să nu reinventăm roata și să împrumutăm circuitul de intrare de la un amplificator pentru căști FiiO Olympus E10. În acest caz, circuitul amplificatorului nostru va lua următoarea formă:

Diagrama arată picioarele pentru un amplificator operațional dual într-un pachet DIP8. Circuitul funcționează pe deplin și nu necesită nicio configurație.

Să scoatem condensatorul de la intrare

Op-amp-ul amplifică atât tensiunea AC, cât și tensiunea DC la fel de bine. Condensator( C1 ) este necesar pentru a întrerupe tensiunea DC la intrare. Pe de o parte, sursele normale de semnal nu oferă o ieșire constantă. Pe de altă parte, dacă apare brusc, atunci trebuie tăiat. Sau s-ar putea chiar să-ți arzi căștile.

Dar oamenii nu vor în mod activ să vadă condensatori suplimentari pe calea semnalului, așa că vom ieși din ea.

Citind din nou" Arta proiectării circuitelor» Horowitz și Hill, au găsit ceea ce căutam. Pentru a obține un amplificator de curent alternativ, trebuie să includeți un condensator similar cu C1 , în serie cu rezistor R1.

În acest caz, feedback-ul amplificatorului operațional va funcționa numai prin alternanță și nu va fi nevoie de un condensator la intrare. Prin urmare, vă puteți deplasa în siguranță C1 de la intrarea amplificatorului la circuit părere OU.

Rezultat ( R1 , C1 ) va întrerupe atât tensiunea DC, cât și frecvențele infra-joase ( <10Гц ). Nu transportă informații utile, dar încarcă semnificativ amplificatorul cu curent.

De asemenea, o astfel de includere a unui condensator va reduce dezechilibrul de tensiune al amplificatorului operațional între intrări. Și, apropo, este, de asemenea, amplificat și amestecat în semnalul de ieșire. În acest caz, condensatorul din circuitul de feedback nu are practic niciun efect asupra sunetului, spre deosebire de condensatorul de la intrare. În general, există doar poli dintr-o astfel de rearanjare.

Rezistori de intrare

Scoaterea condensatorului de la intrare ne-a forțat să aruncăm o privire mai atentă asupra rezistențelor R5 Și R6, rămânând la intrare. De ce sunt necesare și cum să le calculăm?

Rezistor R5 numit compensator și este necesar pentru a asigura rezistență egală între fiecare dintre intrări și masă. Valoarea sa este definită ca rezistența paralelă a rezistențelor R1 Și R2 .

Cu toate acestea, noi în mod constant cu R1 exista un condensator C1. Rezistența condensatorului depinde de frecvență și se adaugă rezistenței rezistenței. Rezistența unui condensator la o anumită frecvență este determinată din relația:

R C = 1 / (2 × π × F × C) ,

Unde F în Gegritsi, CU în Farads, și R C în Omaha

Pentru a determina rezistența R5, În primul rând, valorile rezistenței unui condensator cu o capacitate de 2,2 μF au fost calculate la frecvențe de 20 Hz și 20 kHz. Apoi, valorile rezistențelor de compensare au fost calculate pentru ambele cazuri. Sa dovedit că rezistența rezistenței R5 trebuie să se afle între 8,91 kOhmi (pentru 20 Hz) Și 6,81 kOhmi (pentru 20kHz). Fără ezitare l-am înfipt 7,5 kOhm.

Am folosit un condensator pentru a decupla permanent intrarea inversoare a amplificatorului de la masă. Dar amplificatorul operațional trebuie conectat la masă atât prin curent AC cât și DC. Pentru asta este rezistenta. R6 . Valoarea sa a fost aleasă să fie de 75 kOhm. Dar puteți folosi și 100 kOhm. Nu aș recomanda setarea la mai puțin de 75 kOhm, cu o variabilă de 50 kOhm. Impreuna cu rezistenta R5 vor începe să ocolească rezistența variabilă de intrare.

Ieșirea a fost, de asemenea, ușor modificată în diagramă. Valorile lui R3 și R4 au fost reduse la 10 ohmi, iar un rezistor R7 cu aceeași rezistență a fost conectat în serie cu acestea. Acest lucru ar trebui să ofere o mai bună însumare a semnalelor de ieșire.

Sursa de alimentare a amplificatorului

Calitatea puterii este foarte importantă pentru sunet. Acest circuit este proiectat pentru tensiune de alimentare bipolară. Acest lucru ne scutește de a adăuga detalii inutile la calea sunetului și este în general mai bun pentru sunet.

Astăzi există amplificatoare operaționale care funcționează de la ±1,5V, dar majoritatea amplificatoarelor operaționale funcționează cu o tensiune de alimentare bipolară de la ±3V la ±18V. Tensiunea optimă este de ±12V, care se află în limitele sursei de alimentare ale majorității amplificatoarelor operaționale.

Valorile exacte ale tensiunii maxime de alimentare trebuie găsite în documentația pentru microcircuite specifice.

Calitatea componentelor

Nu este necesar să cumpărați imediat piese scumpe. Pentru început, puteți furniza ceva din sortimentul celui mai apropiat magazin de piese radio și le puteți înlocui treptat cu componente de calitate superioară. Placa va funcționa pe orice parte.

Condensator C1 trebuie să fie nepolar. Mai bine polipropilenă sau film. Este mai bine să utilizați condensatorul ceramic C2. Precizia condensatoarelor nu este foarte importantă. dar este mai bine să utilizați cu o precizie de nu mai puțin de 5%.

Prețurile pentru amplificatoarele operaționale variază foarte mult și mai scump nu înseamnă întotdeauna un sunet mai bun. Pentru început, puteți instala ceva ieftin și accesibil, de exemplu, iubitul NE5532 (0,3 USD). Este foarte de dorit ca acesta să fie făcut de Phillips.

Ulterior, puteți juca cu înlocuirea amplificatorului operațional cât de mult doriți. Dacă luăm în considerare amplificatoarele operaționale de o clasă superioară, atunci OPA2134, OPA2132, OPA2406, AD8066, AD823, AD8397... s-au dovedit bine pentru sunet.

Nu recomand să comandați microcipuri din AliExpress sau din alte magazine chinezești. Există destul de multe recenzii în care oamenii raportează că microcircuitele nu sunt originale. Da, amplificatorul operațional va funcționa așa cum ar trebui, dar poate nu este OPA2134 pe care l-ați comandat, ci un TL061 destul de ieftin etichetat OPA2134...

Concluzie

Circuitul amplificator rezultat, asamblat pe OPA2132 și funcționând chiar și la o tensiune de alimentare de ±5V, balansează liber Sennheiser HD380 Pro, destul de strâns.

Nu-mi place să descriu sunetul în termeni subiectivi, cum ar fi „înaltele sunt clare ca cristal” sau „basul este cald”; voi spune doar că atunci când folosesc un amplificator operațional bun, acest amplificator pentru căști are suficient volum și putere de ieșire. . În același timp, nu necesită nicio configurare și utilizează un minim de piese, oferind în același timp o calitate decentă a sunetului.

Circuitul luat în considerare a condus la ideea creării unui amplificator portabil pentru căști. Așa a apărut . Esența căreia este să creați un design complet al unui amplificator portabil pentru căști cu propriile mâini de la zero.

Materialul a fost pregătit exclusiv pentru șantier

După cum se spune, totul ingenios este simplu. Acest amplificator este alcătuit dintr-un minim de părți, permițând semnalului să treacă printr-un minim de elemente și, astfel, protejându-l de distorsiunea pe care o pot introduce aceste elemente.

Amplificatorul are o putere de 500 mW. Nivelul calculat de distorsiune atunci când se utilizează un cip precum OPA2134 este de 0,001%. Rezistenta la sarcina 32-300 Ohm.

Un control de volum este asamblat pe R1 și R2, sau mai degrabă este un rezistor dublu. La intrare există un sandwich de condensatori de 4,7 și 0,47 µF, care vă permite să obțineți liniaritatea maximă. Pe IC1.1 și IC1.2 sunt asamblate amplificatoare inversoare cu un câștig egal cu 4. Urmează repetoarele cu tranzistori. OOS este format din R6 și R5. R11 și R12 limitează curentul care curge de la amplificator operațional la bazele repetoarelor; acest lucru ușurează viața amplificatorului operațional și există puțin mai puțină distorsiune. R7, R8, R9, R10 limitează curentul tranzistoarelor repetoare și îi protejează de curenții de trecere. Circuitul este alimentat de tensiune bipolară și are încorporate circuite de filtrare pe cipurile stabilizatoare 7812 și 7912. La ieșire există condensatoare care împiedică tensiunea continuă să ajungă la ieșire.

Puteți folosi LM358 ca IC1 ca opțiune cea mai accesibilă, dar pentru un sunet de înaltă calitate vă sfătuiesc să utilizați un analog mai scump.

Placa de circuit imprimat include toate elementele, cu excepția conectorilor. Dimensiunile sale sunt de doar 50x50mm. Această dimensiune a fost aleasă cu scopul de a comanda plăci de la chinezi în viitor, încadrându-se în cel mai ieftin lot de 5x5cm. În general, acest proiect a fost inițial planificat pentru a fi utilizat ca dezvoltare comercială, dar am decis totuși să îl fac disponibil publicului.

Prima placă a fost realizată folosind metoda de aplicare a plotterului:

Arborele este mic, astfel încât fixarea se realizează folosind o piuliță standard de rezistență variabilă. Dispozitivul asamblat arată astfel:

Lista radioelementelor

Desemnare	Tip	Denumire	Cantitate	Notă	Magazin	Blocnotesul meu
IC1	Amplificator operațional	OPA2134	1	LM358		La blocnotes
	Regulator liniar	LM79L12	1			La blocnotes
	Regulator liniar	LM78L12	1			La blocnotes
VT1, VT3	Tranzistor bipolar	BC547	2			La blocnotes
VT2, VT4	Tranzistor bipolar	BC557	2			La blocnotes
R1, R2	Rezistor variabil	50 kOhm	2			La blocnotes
R3, R4	Rezistor	47 kOhm	2			La blocnotes
R5, R6	Rezistor	200 kOhm	2			La blocnotes
R7-R12	Rezistor	10 ohmi	6			La blocnotes
		1000 µF	4			La blocnotes
	Condensator electrolitic	100 uF	2			La blocnotes
	Condensator electrolitic	10 uF	2

Conform rezultatelor studiu Căștile asamblate pe „conductori” au câștigat. Prin urmare, vom începe linia noastră de seturi de construcție cu ele.

Aș dori să încep cu câteva diagrame foarte simple. Ele nu sunt potrivite pentru rolul unui designer, dar luarea în considerare a acestora ne va conduce poate la o schemă care, în opinia noastră, are sens să formeze baza unui designer.

Deci, să începem.

În articolul precedent, am spus deja că un amplificator de căști trebuie să rezolve în primul rând două probleme principale.

În primul rând, trebuie să descarce ieșirea sursei de semnal. Operarea unei ieșiri audio cu o sarcină de impedanță scăzută duce la o creștere bruscă a distorsiunii (datorită încărcării mari de curent) și la o deteriorare a răspunsului în frecvență (răspuns de frecvență joasă și uneori de înaltă frecvență). Utilizarea unui amplificator tampon de curent previne aceste fenomene.

În al doilea rând, pentru a asigura un volum normal la căștile cu impedanță mare (și rezerva de volum la cele cu impedanță scăzută), căștile trebuie să aibă un anumit câștig de tensiune.

Când utilizați căști cu impedanță scăzută, amplificarea suplimentară nu este întotdeauna necesară. În astfel de cazuri, amplificatorul este folosit ca tampon de curent. Uneori, cele mai simple scheme pot fi folosite în această calitate. De exemplu, ca în imagine. Acestea sunt repetoare obișnuite. Ele pot fi asamblate folosind atât tranzistoare bipolare, cât și cu efect de câmp.

Cea mai primitivă diagramă este în stânga. Simplitatea este principalul său avantaj (poate singurul). Neliniaritatea ridicată, impedanța mare de ieșire, eficiența foarte scăzută (chiar și după standardele circuitelor din clasa A), etc. fac să nu fie foarte interesant din punct de vedere practic.

Are sens să o complici puțin. Să înlocuim rezistența emițătorului cu o sursă de curent (diagrama din dreapta). O astfel de schemă are deja dreptul la viață. Poate obține o impedanță scăzută de ieșire, poate crește capacitatea amplificatorului de a furniza curent la sarcină, poate îmbunătăți semnificativ liniaritatea etc.

Merită să spuneți câteva cuvinte despre neliniaritatea unui circuit cu o sursă de curent. În general, liniaritatea nu este foarte mare și depinde de curentul de repaus, de rezistența căștilor și de tipul de tranzistor utilizat. Nivelul armonic general poate atinge zecimi de procente. Dar spectrul de distorsiune este favorabil, scurt, cu o predominanță a armonicii secunde. De exemplu: cu un curent de repaus de 200mA (căști de 32 Ohm), vă puteți aștepta ca nivelul celei de-a doua armonice să fie de aproximativ 0,1%, nivelul celui de-al treilea – 0,01% și nedetectabilitatea armonicilor de ordin superior. Un astfel de amplificator ar trebui să sune curat.

Când lucrați cu căști cu impedanță mare (și adesea cu impedanță scăzută), este nevoie să amplificați semnalul. Furnizarea spațiului de volum are un efect foarte benefic asupra calității redării. Să luăm în considerare cea mai simplă schemă. (Vezi poza)

Astfel de circuite sunt uneori folosite chiar și pentru a lucra cu o acustică cu drepturi depline. Decizia nu este pentru toată lumea. Avantajele circuitului sunt simplitatea și un spectru de distorsiune favorabil (a doua armonică). Colorarea sunetului este destul de puternică, iar caracterul său depinde de tranzistorul selectat, de curentul de repaus și de rezistența la sarcină. Cel mai probabil nu este potrivit pentru iubitorii de sunet curat și precis.

Un nivel ridicat de armonici este o consecință a funcționării nesatisfăcătoare a cascadei cu o sarcină de impedanță scăzută. Dacă punem un buffer suplimentar între ieșirea amplificatorului și căști (de exemplu, cel discutat la început), vom obține un nou circuit.

Liniaritatea amplificatorului de tensiune va crește semnificativ, iar caracteristicile sunetului întregului circuit vor fi determinate în principal de stadiul tampon de ieșire.

În cele mai multe cazuri, acest circuit simplu va fi suficient pentru a potrivi căștile cu placa de sunet a laptopului. În același timp, calitatea redării va crește.

Acum să vorbim despre alte modalități de îmbunătățire a caracteristicilor amplificatorului.

Această problemă poate fi rezolvată direct. De exemplu, prin creșterea curentului de repaus sau prin selectarea unui tranzistor mai liniar. Va trebui să plătiți pentru acest lucru în termeni de complexitate și cost. Dimensiunile vor crește și ele. Această metodă poate îmbunătăți semnificativ performanța, dar există și alte modalități mai puțin simple de îmbunătățire.

O modalitate mai comună de a crește parametrii obiectivi este de a complica semnificativ schema și de a introduce un sistem de operare comun. Circuitul rămâne compact și economic, dar dificil de replicat, asamblat și configurat. În același timp, prețul acestuia va crește.

Prin urmare, în opinia noastră, niciuna dintre aceste opțiuni nu este potrivită pentru designer. Le lipsește versatilitatea.

O soluție mai universală ar putea fi un circuit care utilizează un amplificator operațional cu un tampon de ieșire suplimentar. Un exemplu de versiune este prezentat în figură.

Proprietatea sa principală este un sunet foarte clar. Și exact asta ar trebui să fie, în opinia noastră, un amplificator cu tranzistori. Iar pentru un sunet impodobit, este mai bine sa folosesti amplificatoare hibride.

Circuitul în sine lasă o oarecare libertate în setările de sunet. Acesta este, de asemenea, un înlocuitor pentru amplificatoarele operaționale (mai puțin zgomotoase, mai/mai puțin rapide etc.). Dacă doriți, înlocuiți tranzistoarele de ieșire, selectați modul lor de funcționare (care afectează culorile introduse în sunet).

Schimbând etanșarea, puteți acoperi sistemul de operare al întregului amplificator sau doar amplificatorul operațional. Fiecare dintre opțiuni este interesantă în felul său. Când acoperiți întregul amplificator OS, se obține o liniaritate foarte mare, distorsiunea armonică totală va fi de miimi de procent. Excluderea tamponului de ieșire din bucla OS va duce la o creștere a armonicii secunde (distorsiunea „eufonică”). În plus, vor exista și alte modificări care afectează sunetul. Este foarte posibil ca cineva să găsească acest sunet mai interesant. Curentul de repaus al treptei de ieșire poate fi selectat pentru a se potrivi cerințelor căștilor utilizate (în mod implicit l-aș seta la 200mA).

Printre alte avantaje ale unui astfel de circuit, aș remarca capacitatea de a lucra într-o gamă largă de tensiuni de alimentare (fără setări sau modificări), ușurința de asamblare și configurare.

De asemenea, cineva poate considera util ca dispozitivul să fie ușor transformat într-un amplificator de putere de înaltă calitate (clasa A) care funcționează pentru acustică. Dar asta, după cum se spune, este o altă poveste (dacă este cineva interesat, vă voi spune despre asta separat).

Calitatea sunetului acestei căști a fost testată și este ridicată. Un circuit similar este utilizat în amplificator, al cărui aspect a fost arătat în fotografiile care au însoțit toate notele noastre despre designer.

După cum se spune, am de toate. As vrea sa stiu ce parere ai despre toate astea?

Cu stima, Konstantin M

Toate articolele dedicate proiectului Gamma pot fi găsite prin intermediul navigatorului

Puteți comanda designerul de amplificator „Gamma” de pe site-ul nostru: AL „Filosofia sunetului”

Comunitate pentru discutii despre constructori - „Constructori electronici”. Alăturaţi-ne.

În legătură cu achiziționarea unei plăci de sunet noi fără ieșire pentru căști, aveam nevoie de un amplificator de căști de calitate decentă, capabil să conducă TDS-4-ul meu preferat. Amplificatorul trebuia să fie compact, ușor de asamblat și configurat, cu zgomot și distorsiuni reduse. Drept urmare, amplificatorul asamblat a îndeplinit toate cerințele de mai sus.

Caracteristicile amplificatorului au fost măsurate utilizând programul RMAA 6. A fost testat un singur aspect de canal (programul a funcționat în modul MONO), rezultatele măsurătorii:

Neuniformitatea răspunsului în frecvență (în intervalul 40 Hz – 15 kHz), dB: +0,05, -0,74

Nivel de zgomot, dB (A): -90,9

Interval dinamic, dB (A): 90,9

Distorsiune armonică, %: 0,0014

Distorsiunea intermodulației + zgomot, %: 0,010

Intermodulație la 10 kHz, %: 0,0084

Amplificatorul este construit conform circuitului tampon operațional + tranzistor de ieșire. Amplificatorul operațional oferă câștigul mare în buclă deschisă necesar pentru a suprima distorsiunea armonică cu feedback profund. Bufferul de ieșire realizează amplificarea curentului prin potrivirea rezistenței scăzute a bobinei căștilor cu puterea scăzută de ieșire a amplificatorului operațional. Circuitul folosește un amplificator operațional dublu de mare viteză K574UD2. Semnalul de la sursă prin condensatorul de izolare C3 și rezistența R1 este furnizat la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional. Rezistorul R4 stabilește punctul de funcționare DC al amplificatorului. Elementele C1, C2, R2, R3 asigură corecția frecvenței amplificatorului operațional. Bufferul de ieșire este realizat conform unui circuit „paralel”. Acest circuit a fost ales deoarece îi lipsește distorsiunea tranzitorie asociată cu circuitele convenționale push-pull. Când se utilizează tranzistori cu parametri similari, căderile de tensiune la joncțiunile bază-emițător ale cascadelor pre-finale și finale sunt compensate reciproc. Tranzistoarele tampon, fiind instalate pe un radiator comun, se stabilizează reciproc reciproc. Amplificatorul operațional și etapa tampon sunt acoperite de un OOS comun 100% pentru curent continuu și alternativ, câștigul circuitului este 1.

Este recomandabil să folosiți condensatorul de film C3. C1, C2, C6, C7 – ceramică. Toate rezistențele sunt de tip MLT-0.125 (sau analogi importați). Tranzistoare VT1 KT315G, VT2 KT361G, VT3 KT815G, VT4 KT814G. Ar fi de preferat să folosiți tranzistoarele KT815G și KT814G ca VT1 și VT2, din motive de parametri identici și de capacitatea de a organiza cu ușurință contactul termic al tuturor celor patru tranzistoare tampon. Op-amp-ul poate fi înlocuit cu oricare altul de mare viteză, cu o modificare corespunzătoare a setului de elemente corective și a aspectului plăcii de circuit imprimat. Amplificatorul este alimentat de la o sursă de alimentare bipolară nestabilizată. Sursa de alimentare folosește un transformator 220/20 luat de la mijlocul înfășurării secundare. Orice punte de diode pentru tensiune 50V și curent de până la 1A. Este posibil să se utilizeze diode din seria 1N4001-1N4007. Capacitatea condensatoarelor C4, C5 este de cel puțin 1000 µF (am folosit 4700 µF)

Un amplificator asamblat corect nu necesită ajustare. Este necesar să se verifice consumul de curent (aproximativ 30 mA pentru un amplificator cu două canale) și tensiunea constantă la ieșire.

Părțile amplificatorului și sursei de alimentare sunt așezate pe o placă comună de 35x78mm. Tranzistoarele fiecărui canal sunt atașate prin garnituri izolatoare la un radiator comun în formă de U. Zona radiatorului este neimportantă, principalul lucru este că asigură contactul termic al tranzistorilor.

Placa de circuit imprimat este cu un singur strat, cu jumperi, așezată în Sprint Layout 5. În versiunea autorului, s-a folosit PCB fără folie, piesele au fost instalate în găuri, pinii au fost conectați cu sârmă de cupru.

Literatură:

Bloc amplificator al unui complex de radioamatori. A. Ageev, Radio No. 8 1982

Amplificatorul pentru căști Sapphire Desktop – http://phonoclone.com/diy-sapp.html

Dacă ești proprietarul norocos amplificator cu tub, atunci cel mai probabil, dacă vrei să asculți singur melodiile tale preferate, prin căști, te confrunți cu inconvenientul cauzat de lipsa ieșirii la căști.

Și proprietarii de smartphone-uri și tablete scumpe sau nu foarte scumpe au, de asemenea, dificultăți - aceste dispozitive de cele mai multe ori nu sunt capabile să pompeze căști de înaltă calitate, cu impedanță ridicată. Prin urmare, compozițiile tale preferate sună complet diferit de modul în care sună pe echipamentul profesional.

Desigur, dacă ești un adevărat iubitor de muzică și muzica este mai valoroasă pentru tine decât banii, atunci nimic nu te va împiedica să cumperi un preamplificator cu 6.000 USD, un amplificator pentru căști cu 5.000 USD și căștile în sine pentru 2.000 USD. Și aruncați-vă în nirvana... Cu toate acestea, dacă situația banilor nu este atât de roz, sau vă place să faceți totul singur, atunci se dovedește că puteți construi un amplificator pentru căști de înaltă calitate pentru doar... 30 USD.

Pentru ce ai nevoie???

Ai nevoie de un amplificator de precizie? Depinde de preferințele și obiceiurile tale muzicale. Dacă obișnuiți să ascultați muzică „pe fugă”, adică de pe dispozitive portabile în timp ce mergeți, faceți jogging, în sală și în alte locuri similare, atunci proiectul descris mai jos nu este pentru dvs. Încercați doar să alegeți căștile care se potrivesc cu dispozitivul dvs. cu cele mai potrivite caracteristici și sunet.

Ar trebui să faceți același lucru dacă vă plac stilurile muzicale în care există o distorsiune puternică a semnalului, cum ar fi rock, heavy metal și altele asemenea.

Cu toate acestea, dacă preferați să ascultați muzică într-un mediu liniștit și confortabil acasă sau la birou, iar gusturile dvs. gravitează spre muzica live și naturală, cum ar fi clasică, jazz sau voce curată, atunci veți aprecia calitatea și acuratețea sunetului. a mixului.amplificator de precizie plus căști de înaltă calitate.

Opțiuni

Să presupunem că decizi că ai nevoie de un amplificator pentru căști. Care este următorul pas? Pe Internet puteți găsi o mulțime de proiecte folosind omniprezentul LM386. Microcircuitul a devenit popular datorită fiabilității sale ridicate, costului scăzut, capacității de a lucra cu sursa de alimentare unipolară și a unui număr mic de elemente externe. Astfel de amplificatoare funcționează de obicei bine cu căști ieftine, dar toate aceste avantaje palid în comparație cu nivelurile de zgomot și distorsiune ale LM386 și cu un amplificator discret sau ASIC bine proiectat.

Dacă aveți aproximativ 30 USD și nu vă este frică să lucrați cu elemente de montare la suprafață (elementele SMD), atunci proiectul prezentat aici este exact ceea ce aveți nevoie.

Idei și schemă

La proiectarea acestei scheme s-au luat în considerare următoarele puncte:

• Amplificatorul trebuie să fie comandat de impedanța relativ mare a unui preamplificator cu tub sau a unui amplificator de chitară electrică. Cu alte cuvinte, impedanța de intrare trebuie să fie ușor de reglat pentru surse cu impedanțe de ieșire diferite.
• număr mic de componente. Prin urmare, au fost alese microcircuite în locul tranzistorilor.
• castig si putere reduse. Trebuie să fie legănat căști dinamice sensibile, nu sistemul de difuzoare.
• Amplificatorul trebuie să poată face față căștilor cu impedanță ridicată. Autorul folosește Sennheiser HD 600 (rezistență 300 Ohmi).
• obțineți cel mai mic zgomot și distorsiune posibil.

Diagramă schematică amplificator de precizie pentru căști prezentat în figură:

Click pentru a mari

La dezvoltarea acestui design, au fost luate în considerare microcircuite de la producători precum National Semiconductor, Texas Instruments și alții. O mulțime de informații utile au fost găsite pe resursele Headwize și pe forumurile DiyAudio.

Drept urmare, alegerea a căzut pe un driver de căști de precizie de la Texas Instruments TPA6120A2și amplificatoare operaționale AD8610 de la Analog Devices pentru tamponul de intrare.

Circuitul s-a dovedit a fi relativ simplu, cu alimentare bipolară. Dacă sunteți sigur că nu există o componentă DC la ieșirea sursei dvs. de semnal, atunci condensatoarele de cuplare (C24 și C30) pot fi excluse din cale folosind jumperii H1 și H2.

Sursa de alimentare oferă o tensiune de ieșire de ±12V la o sarcină de până la 1A. Diagrama sa este prezentată în figură:

Click pentru a mari

Adesea, în modelele audiofile, costul sursei de alimentare este de câteva ori mai mare decât costul piesei de amplificare în sine. Aici a ieșit puțin mai bine - costul elementelor pentru sursa de alimentare este de aproximativ 50 USD și cele mai scumpe elemente de aici sunt transformatorul și condensatorii electrolitici. Puteți economisi puțin dacă înlocuiți transformatorul toroidal cu unul obișnuit în formă de W, abandonați LED-urile și siguranțele la ieșirea unității.

Am testat o versiune cu stabilizatori separati pentru fiecare canal TPA6120A2 (microcircuitul are pini de alimentare separati pentru fiecare canal). Nu s-a putut auzi sau măsura diferența, ceea ce a făcut posibilă simplificarea semnificativă a sursei de alimentare.

Deoarece toate microcircuitele utilizate în amplificator au o sensibilitate scăzută la zgomot și interferențe în circuitele de alimentare, precum și un nivel ridicat de suprimare a interferențelor în modul comun, utilizarea stabilizatorilor standard integrati în sursa de alimentare s-a dovedit a fi suficient pentru a obține performanțe ridicate.

TPA6120A2

Texas Instruments TPA6120A2 este un amplificator pentru căști de înaltă calitate, de înaltă fidelitate. Utilizează o arhitectură de amplificator cu intrare diferențială, ieșire cu un singur capăt și feedback de curent. Datorită în mare măsură acestuia din urmă, se obțin distorsiuni și zgomot scăzute, o bandă largă de frecvență și performanțe ridicate.

Microcircuitul conține două canale independente cu pini de alimentare separati. Fiecare canal are caracteristici:

• putere de ieșire 80 mW într-o sarcină de 600 ohmi cu alimentare de ± 12 V la distorsiune + nivel de zgomot 0,00014%
• interval dinamic peste 120 dB
• nivel semnal/zgomot 120 dB
• Gama de tensiune de alimentare: ±5V până la ±15V
• Rata de variare a tensiunii de ieșire 1300V/µs
• protectie impotriva scurtcircuitului si supraincalzirii

Pentru comparație, nivelul de distorsiune + zgomot al microcircuitului „folk” LM386 este de 0,2%. Deși, desigur, parametrii înalți nu garantează un sunet de înaltă calitate. Pentru a obține rezultatul maxim, trebuie să țineți cont de recomandările producătorului cu privire la selecția elementelor externe și a topologiei PCB. Toate acestea pot fi găsite în documentația tehnică a acestui cip.

AD8610

Cipul AD8610 de la Analog Devices este un amplificator operațional cu tranzistori cu efect de câmp la intrare, care oferă tensiuni scăzute de offset și deriva, niveluri scăzute de zgomot și curenți de intrare mici. În ceea ce privește nivelul de zgomot și rata de variație a tensiunii de ieșire, aceste amplificatoare operaționale sunt în perfectă armonie cu TPA6120A2.

Cu toate acestea, nu fi leneș și încearcă să le înlocuiești cu alte amplificatoare operaționale. Conform aranjamentului pinout, AD8610 este compatibil cu alte microcircuite audiofile. Mai mult decât atât, mulți iubitori de muzică susțin că aud o diferență în sunetul amplificatorului operațional!

Componente pasive

Nu toate rezistențele sunt la fel! Și dacă bugetul îți permite, folosește rezistențe cu peliculă metalică în acest design, care sunt ceva mai scumpe, dar au zgomot mai mic și stabilitate mai mare. Dacă doriți să economisiți bani, rezistențele cu peliculă metalică ar trebui instalate cel puțin în circuitele de intrare (pentru AD8610), unde sensibilitatea la zgomot este cea mai mare.

Este mai bine să instalați condensatori de film pe calea semnalului C23, C24, C29, C30. Producătorul recomandă condensatori ceramici pentru circuitele de alimentare ale microcircuitelor.

Principala cerință pentru conectorii de semnal este contactul fiabil. În designul său, autorul a folosit o „mufă” obișnuită pentru a conecta căști și conectori RCA placați cu aur cu izolație de teflon pentru a conecta cablul de semnal.

Schema de circuit arată o versiune a amplificatorului pentru funcționare de la un preamplificator cu tub, în ​​care volumul este reglat. Dacă designul este destinat să fie mai flexibil și mai universal, atunci, desigur, este recomandabil să se asigure propriul control al volumului la intrare. Pentru a obține o calitate maximă și pentru a nu degrada caracteristicile amplificatorului, aici trebuie utilizat un potențiometru de înaltă calitate.

Versiunea bugetară poate fi produse de la Alpha sau RadioShack care costă aproximativ 3 USD. Pentru 40 USD puteți achiziționa un produs audiofil de la ALPS. Cea mai bună soluție este să utilizați un atenuator de bandă de la DACT sau GoldPoint. Costul lor este de aproximativ 170 USD. Apropo, pe eBay puteți găsi atenuatoare similare fabricate în China la doar 30 USD. Valoarea potențiometrului poate fi în intervalul 25-50 kOhm. Utilizarea unui atenuator în trepte, pe lângă confortul controlului volumului, garantează în plus o reglare identică în ambele canale stereo, ceea ce este deosebit de important într-un amplificator pentru căști.

Proiecta

Toate elementele structurale (cu excepția transformatorului de putere) sunt plasate pe o singură placă de circuit imprimat. Dacă decideți să utilizați o sursă de alimentare externă sau să o asamblați într-un mod diferit, aproximativ 70% din PCB va rămâne liber.

Dispunerea elementelor este prezentată în figură:

Click pentru a mari

Figura prezintă un desen al plăcii de circuit imprimat din partea părților:

Click pentru a mari

Figura prezintă un desen al părții inferioare a plăcii de circuit imprimat:

Click pentru a mari

Pot fi preluate desene de plăci de circuite imprimate în formatul popular SLayout

Caracteristica principală de instalare: pe carcasa de pe partea inferioară a TPA6120A2 există un suport de contact de aproximativ 3x4mm. Ea trebuie să fie lipiteîn zona de pe placa de circuit imprimat de sub cip, care servește drept radiator.

Poza structurii finite:

Când îl porniți pentru prima dată, ar trebui să scoateți cele două siguranțe de la ieșirea sursei de alimentare și să vă asigurați că funcționează. Dacă tensiunile de ieșire sunt normale, înlocuiți siguranțele. Amplificatorul în sine nu are nevoie de ajustare.

Placa poate fi amplasată într-o carcasă de dimensiuni adecvate, de preferință metalică, pentru a o proteja de interferențe externe.

Concluzie

Subiectiv, amplificatorul sună la egalitate cu echipamentele profesionale de studio. În comparație cu LM386, acest design a arătat un sunet mai fin, mai curat și mai detaliat.

Schema s-a dovedit a fi destul de flexibilă și ușor de personalizat pentru a se potrivi diferitelor nevoi. De exemplu, autorul însuși a asamblat două copii ale amplificatorului. Unul conform diagramei de mai sus pentru funcționare împreună cu un preamplificator cu tub. A doua copie a fost concepută pentru a funcționa cu un smartphone și un amplificator de chitară, așa că a fost completată la intrare cu un filtru de zgomot de înaltă frecvență și un control al volumului. În plus, pentru a crește câștigul (smartphone-ul a produs un nivel de semnal insuficient), valorile rezistențelor R6 și R14 au fost modificate la 2 kOhm.

Schimbând valorile acestor rezistențe, puteți modifica câștigul într-un interval larg.

O variantă a plăcii de circuit imprimat amplificator de la „prietenii noștri marțieni”, concepută pentru instalarea elementelor în pachete „standard” (nu există pachete DIP utilizate în proiectarea microcircuitelor):

Demonstrație animată a tablei din toate unghiurile